闪电的起源一直是个谜(图)



闪电的起源一直是个谜。(图片来源:Pixabay)

据《自然》杂志网站报导,一位美国物理学家建立的模型显示,现有闪电理论中的电场不能大到足以产生雷电,有关产生闪电的传统理论是错误的。

美国佛罗里达技术学院的Joseph Dwyer进行的计算表明,仅靠大气中的电场是不能大到足以触发闪电的。他说,“这就意味着(有关理论)得从头做起。”

Dwyer主要从事空间高能颗粒的研究,然而当他两年前搬到作为世界上最容易产生闪电的地区之一的佛罗里达中部以后,他激起了对与闪电相联系的巨大伽马射线和X射线爆发的报导的兴趣。

这些高能辐射一般只在空间的外层容易看见,而且当通过大气层的时候速度就降低下来了。

大多数科学家相信,当大气中一个巨大的电场建立起来之后,闪电就会产生。虽然没有人见过这种电场,研究人员设想这仅仅是由于他们没有看到足够强的闪电。

当Dwyer把高能辐射产生的因素建立模型对雷电中电场的建立进行描述的时候,他震惊不已。他发现伽马射线和X射线的释放使电场扩散、阻止电场大到足以能产生闪电。

“这可能是一个重大的理论突破”,佛罗里达大学研究闪电的Martin Uman说,“它显示了在小的体积中能够形成多大剂量的X射线和伽马射线。”

在雷暴中当上升气流与下沉气流推动水分子互相碰撞产生电子导致电场增长。这些电子最终会克服穿过空气所产生的阻力并得以加速,一些电子的速度接近光速。

根据Dwyer的模型,这些高速电子与其它粒子相撞,在产生伽马射线或X射线爆发使能量从电场中释放之前,会击落更多的电子从而降低电荷。Dwyer认为,“这确实是关于在电场中能存在多大的电压的一个基本的界限。”目前,有关闪电的真正起源还是一个谜。

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